CT三维参数对小于2 cm肺磨玻璃结节浸润性的诊断效能.pdf
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1、CT 三维参数对小于 2 cm 肺磨玻璃结节浸润性的诊断效能仇永辉1,2,郝玉娟3,裴延斌1,2,刘显勇1,2,赵明2,王钰琦21解放军医学院,北京100853;2解放军总医院第一医学中心胸外科,北京100853;3北京市石景山医院肿瘤科,北京100043摘要:背景低剂量 CT 筛查出的恶性肺磨玻璃结节(pulmonaryground-glassnodules,GGN)多数为期肺癌,术前准确预测 GGN 浸润性可有效指导肺叶切除或亚肺叶切除术的选择。目的本文拟全面分析 GGN 的 CT 三维参数,研究评估小于 2cmGGN 浸润性的最佳诊断指标及效能,为临床诊治提供参考。方法回顾性收集 202
2、1 年 7 月 1 日-12 月 31 日于解放军总医院第一医学中心胸外科行手术治疗的 165 例2cmGGN 患者的临床资料。根据浸润程度将非典型腺瘤样增生(atypicaladenomatoushyperplasia,AAH)、原位腺癌(adenocarcinomainsitu,AIS)和微浸润性腺癌(minimallyinvasiveadeno-carcinoma,MIA)纳入低风险组,浸润性腺癌(invasiveadenocarcinoma,IA)纳入高风险组。分别测量 GGN 及其实性成分的CT 三维参数直径、体积、平均 CT 值、密度和质量,并计算实性成分占 GGN 的直径比、体积
3、比、质量比,分析两组之间的差异,筛选出预测浸润性的指标并评估其诊断价值。结果纳入男 45 例,女 120 例,平均年龄(53.4710.86)岁。低风险组62 例,高风险组 103 例,两组性别、年龄差异无统计学意义。低风险组与高风险组之间各项三维参数差异均有统计学意义(P 均0.05)。Logistic 回归结果显示,实性体积越大(OR=1.017,95%CI:1.0051.029,P=0.007),实性直径越长(OR=1.147,95%CI:1.0621.238,P0.01),浸润性腺癌发生风险就越高。ROC 曲线分析显示,实性体积、实性直径两指标单独及联合诊断的曲线下面积(areaund
4、ercurve,AUC)(95%CI)分别为 0.765(0.5660.954)、0.731(0.5000.946)、0.849(0.7010.973)。结论多元化的 CT 三维参数能够辅助预测小于 2cmGGN 的浸润性,特别是实性体积和实性直径联合诊断效能更佳。是除传统的只测量直径、平均 CT 值的方法之外的又一新方法。关键词:肺肿瘤;肺结节;磨玻璃;三维 CT;浸润性腺癌中图分类号:R563文献标志码:A文章编号:2095-5227(2023)06-0607-06DOI:10.3969/j.issn.2095-5227.2023.06.006引用本文:仇永辉,郝玉娟,裴延斌,等.CT 三
5、维参数对小于 2cm 肺磨玻璃结节浸润性的诊断效能J.解放军医学院学报,2023,44(6):607-612.Diagnostic value of CT three-dimensional parameters on invasiveness of pulmonary ground-glass nodules smaller than 2 cmQIUYonghui1,2,HAOYujuan3,PEIYanbin1,2,LIUXianyong1,2,ZHAOMing2,WANGYuqi21ChinesePLAMedicalSchool,Beijing100853,China;2Departme
6、ntofThoracicSurgery,theFirstMedicalCenter,ChinesePLAGeneralHospital,Beijing100853,China;3DepartmentofOncology,BeijingShijingshanHospital,Beijing100043,ChinaCorrespondingauthor:WANGYuqi.Email:Abstract:BackgroundMostofthemalignantpulmonaryground-glassnodules(GGN)screenedbylow-doseCTarelungcancerofstag
7、eI,preoperativeidentificationofinvasiveadenocarcinomadetermineslobectomyorsublobectomy.ObjectiveToexplorethebestdiagnosticparametersforassessmentoftheinvasivenessofGGNsmallerthan2cmbycomprehensivelymeasuringitsCTthree-dimensional(3D)parameters,soastoprovideevidencesforclinicdiagnosis.MethodsClinical
8、dataabout165patientswhowerediagnosedwithGGNsmallerthan2cmandtreatedbythoracicsurgeryinThoracicSurgeryDepartmentofChinesePLAGeneralHospitalfromJuly1,2021toDecember31,2021wereretrospectivelycollected,including45malesand120females,withmeanageof53.4710.86years.Accordingtotheinvasiveness,AAH(atypicaladen
9、omatoushyperplasia),AIS(adenocarcinomainsitu)and MIA(minimally invasive adenocarcinoma)were included in the low-risk group(n=62),while IA(invasiveadenocarcinoma)wasincludedinthehigh-riskgroup(n=103).3DparametersofGGNanditssolidcomponentsweremeasuredrespectively,includingdiameter,volume,averageCTvalu
10、e,density,mass,aswellastheratioofdiameter,volumeandmassofthesolidcomponentstotheGGN.Thedifferencesof3Dphysicalparametersbetweenthetwogroupswereanalyzedandtheriskfactorsforpredictinginvasivenesswerescreenedoutandtheirdiagnosticefficiencywasevaluated.ResultsTotally45malesand120femaleswereincluded,with
11、anaverageageof(53.4710.86)years.Therewere62casesinthelowriskgroupand103casesinthehighriskgroup.Therewasnosignificantdifferenceingenderandagebetweenthetwogroups.Thedifferencesofall3Dparameters收稿日期:2023-02-17基金项目:国家自然科学基金项目(U21A20480)作者简介:仇永辉,男,在读硕士,医师。研究方向:肺癌的微创手术治疗。Email:通信作者:王钰琦,男,博士,主任医师,教授,硕士生导师。
12、Email:解放军医学院学报Acad J Chin PLA Med Sch Jun 2023,44(6)https:/607betweenthelowandhighriskgroupswereallstatisticallysignificant(P0.05).MultipleLogisticregressionanalysisindicatedthatpatientswithlargersolidvolume(OR=1.017,95%CI:1.005-1.029,P=0.007)andlongerdiameter(OR=1.147,95%CI:1.062-1.238,P0.01)hadhig
13、herriskofinvasiveadenocarcinoma.ROC(receiveroperatingcharacteristiccurve)analysisindicatedthattheareaundercurve(AUC,95%CI)ofsolidvolumeandsoliddiameterwere0.765(0.566-0.954)and0.731(0.500-0.946),theirAUCof combined diagnosis was 0.849(0.701-0.973).Conclusion Diversified CT 3D parameters can assist i
14、n the prediction ofinvasivenessofGGN,especiallythecombinationofsolidvolumeandsoliddiametershowsabetterdiagnosticefficiency.ItisanewmethodinadditiontothetraditionalmethodofmeasuringthediameterandtheaverageCTvaluealone.Keywords:lungneoplasms;pulmonarynodules;ground-glassnodules;three-dimensionalCT;inv
15、asiveadenocarcinomaCited as:QiuYH,HaoYJ,PeiYB,etal.DiagnosticvalueofCTthree-dimensionalparametersoninvasivenessofpulmonaryground-glassnodulessmallerthan2cmJ.AcadJChinPLAMedSch,2023,44(6):607-612.早期肺癌缺少典型的临床表现,随着低剂量CT 扫描(low-dosecomputedtomographic,LDCT)广泛用于肺癌筛查,越来越多的早期肺癌被检出。既往研究显示,LDCT 筛查的恶性肺磨玻璃结节(p
16、ulmonaryground-glassnodules,GGN)病例中,63.0%为期肺癌1,LDCT 筛查把期肺癌检出率提高了 4.73 倍(OR=5.73,95%CI:3.379.76)2。以往肺癌年龄标化的 5 年生存率仅 10%20%3,期肺癌仅 5.3%,而期肺癌的 5 年生存率为 55.5%4。临床上病理类型为非典型腺瘤样增生(atypicaladenomatoushyperplasia,AAH)和原位腺癌(adenocarcinomainsitu,AIS),微浸润性腺癌(minimallyinvasiveadenocarcinoma,MIA)的早期肺癌行亚肺叶切除,术后 5 年生
17、存率几乎达100%5-6;而对于浸润性腺癌(invasiveadenocar-cinoma,IA)仍推荐标准的肺叶切除术。大量研究表明,术前影像学评估能够预测病理类型,对于选择手术方式具有指导意义7-8。临床工作中主要以肺结节二维 CT 最大直径、实性成分占比(consolidationtumorratio,CTR)作为预测病理浸润性的指标。然而传统二维 CT 难以完整展示肺结节全貌,随着高分辨 CT 的普及和三维重建技术的改进,人们已经能够较精准地将肺结节从二维CT 形态构建为三维形态,通过三维参数分析肺结节的特点,预测其浸润性9-10。目前大部分研究分析的指标不够全面,预测浸润性的最佳诊断
18、指标及其临界值也尚未明确,因而通过 CT 三维参数预测 GGN 浸润性尚未在临床上应用。因此,本研究拟选取小于 2cm 肺磨玻璃结节,测量多元化的CT 三维参数,从中筛选预测浸润性准确率较高的诊断指标及其临界值,评估其诊断价值。资料与方法1资料回顾性分析 2021 年 7 月 1 日-12 月31 日在解放军总医院第一医学中心胸外科接受手术治疗的小于 2cmGGN 患者的临床资料。根据病理浸润程度将非典型腺瘤样增生、原位腺癌和微浸润性腺癌纳入低风险组,浸润性腺癌纳入高风险组。本研究经解放军总医院伦理委员会审查同意(审批号 S2023-075-01)。纳入标准:(1)患者术前 1 个月内在解放军
19、总医院第一医学中心行胸部CT 平扫,有高分辨率 CT 影像资料;(2)术前胸部 CT 结节直径小于 2cm;(3)胸部 CT 诊断为亚实性结节(包括纯磨玻璃结节和混合磨玻璃结节);(4)术后病理明确诊断为 AAH、AIS、MIA、IA。排除标准:(1)合并其他肺部疾病,如肺间质性疾病、肺炎等,有肺手术史;(2)病灶直径2cm;(3)肺结节为纯实性;(4)胸部 CT 数据不完整;(5)病理诊断不明确。2CT 扫描及三维重建仪器和参数:采用美国GE-Optima64 或 Philips-iCT256 排螺旋 CT 机进行常规胸部 CT 容积扫描,患者取仰卧位,深吸气后屏住气,自肺尖扫描至后肋膈角。
20、扫描参数:管电压 100120kV,自动管电流,矩阵 512512,螺距 0.993,扫描层厚 5.0mm,薄层重组层厚 1mm或 1.25mm。统一设定图像的窗宽和窗位,纵隔窗宽 400HU,窗位 40HU;肺窗宽 1500HU,窗位-700HU。CT 扫描图像处理:对二维图像数据进行匿名处理后,将原始 DICOM 图像导入 MimicsMedical21.0 软件11,通过阈值分割选择最佳感兴趣区域(regionofinterest,ROI)重建肺结节三维图像。见图 1。3观测指标由两名从事胸部读片的放射科医师和 1 名胸外科医师共同对本研究所获 CT 三维图像进行观测,所有参与读图者均未
21、知患者的诊断结果,保证双盲原则,有分歧时商议达成一致结果。测量多元化的 GGN 三维参数:包括 GGN 三维直径、体积、平均 CT 值,并计算出模拟密度、质量。肺结节三维密度和质量计算方法12:三维物理密度(mg/mm3)=(三维平均 CT 值+1000)/1000,608解放军医学院学报Acad J Chin PLA Med Sch Jun 2023,44(6)https:/三维质量(mg)=(三维平均 CT 值+1000)/1000三维体积(mm3)。结节实性成分的三维重建与测量方法同上,选择最佳感兴趣区域时实性结节密度设为-550HU12。记录实性成分的直径、体积、平均CT 值、密度、质
22、量。无实性成分的 pGGN 记录其实性成分直径、体积为 0,平均 CT 值为原结节平均 CT 值。最后计算实性成分占 GGN 的直径比、体积比、质量比。xs4统计学分析采用 SPSS26.0 统计软件。符合正态分布的计量资料以表示,进行独立样本 t检验;不符合正态分布的计量资料以 Md(IQR)表示,行 Mann-WhitneyU 检验;多因素 logistic 回归分析筛选出预测 GGN 浸润性的独立危险因素,并据以构建多因子联合应用的回归诊断模型(LogP模型),绘制受试者工作特征曲线(receiveroperatingcharacteristiccurve,ROC),求得曲线下面积(ar
23、eaundercurve,AUC),分析诊断敏感度、特异度和Cut-off 值。检验水准为双侧=0.05。结果1两组一般资料比较共纳入患者 165 例,男45 例,女 120 例,平均年龄(53.4710.86)岁。低风险组 62 例,高风险组 103 例,两组性别比例及年龄相近,差异无统计学意义(P 均0.05)。低风险组(AAH/AIS/MIA)和高风险组(IA),结节直径小于 1cm 分别有 47 例和 37 例,12cm 分别有 15 例和 66 例,显然高风险组中直径较大的结节较多,经比较差异有统计学意义(P0.05)。见表 1。2肺结节 CT 三维参数比较高风险组的 GGN直径、体
24、积、质量以及实性直径、体积、质量均显著大于低风险组(P 0.05),并且两组间实性成分的直径比、体积比、质量比也有统计学差异(P0.05)。提示以上指标有可能辅助诊断评估 GGN 浸润性(即对高风险的判估)。见表 2。3GGN 浸润性的影响因素分析多因素回归建立非条件 logistic 回归模型,以本研究资料为样本,以小于 2cm 的 GGN 浸润性为因变量,赋值:浸润性=1,否=0。以前述单因素分析(表 2)中 P0.10 的指标/因素为自变量。考虑到临床上最为关注的客观指标为表 2 的部分实性成分指标,故表 2 上半部分的 GGN 指标全部不考虑纳入(它们也与实性指标有强相关作用而无法纳入
25、)。此外,实性直径比、实性体积比、实性质量比属于其他实性指标的衍生指标,也无需赘纳。故仅初选了实性直径、实性体积、实性 CT 值、实性密度、实性质量 5 个指标作为自变量。回归过程采用逐步后退法,以进行自变量的选择和剔除,设定 剔除=0.10、入选=0.05。回归分析结果显示,实性体积(OR=1.017,95%CI:1.0051.029,P=0.007)、实性直径(OR=1.147,95%CI:1.0621.238,P0.01)与小于 2cmGGN 浸润性密切相关。见表 3。4实性体积、实性直径对 GGN 浸润性的诊断评估效能之 ROC 分析进一步探讨实性体积、实性图 1 GGN 三维重建过程
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